ВСТАВНАЯ МУФТА Российский патент 2018 года по МПК F16L17/10 

Изобретение относится к вставной (или, по другому, охватывающей) муфте, согласно ограничительной части независимого пункта 1 формулы изобретения.

Для соединения трубопроводов, в частности пластмассовых трубопроводов, часто используются вставные муфты, в которые вводятся концевые участки подлежащих соединению трубопроводов с двух противоположно лежащих концов, а затем фиксируются в ней с уплотнением. В качестве альтернативного решения, вставные муфты могут быть образованы также на конце трубопровода.

В другом виде таких вставных муфт фиксация осуществляется с помощью кольцевых уплотнений из эластомерного материала, которые одновременно обеспечивают также требуемую герметизацию соединения. Кольцевые уплотнения находятся в окружных канавках вставной муфты и при введении концевых участков подлежащего соединению трубопровода, соответственно трубопроводов, радиально сплющиваются между внутренней стенкой вставной муфты и наружными поверхностями концевого участка, так что они с уплотнением прилегают к наружным поверхностям концевых участков и удерживают с фрикционным замыканием концевые участки трубопроводов.

Преимущество таких вставных муфт состоит в том, что они являются конструктивно очень простыми, и что для соединения трубопроводов не требуются другие вспомогательные средства. Однако решающий для многих применений недостаток состоит в том, что такие вставные муфты нуждаются в приложении относительно большой силы, с целью введения концевых участков подлежащих соединению трубопроводов во вставную муфту, поскольку требуемое сильное сплющивание кольцевых уплотнений оказывает введению концевых участков значительное сопротивление. Хотя за счет выбора подходящих размеров можно уменьшать требуемое сплющивание и тем самым противоположное сопротивление, однако в этом случае одновременно уменьшается также достигаемая прочность вытягивания, что во многих случаях применения является не желательным или не допустимым.

В связи с электрокабелями вставные муфты используются, например, для свинчивания кабелей для разгрузки натяжения. В большинстве свинчиваний кабелей, которые должны гарантировать уплотнение и определенную силу вытягивания, во вставной муфте расположено кольцевое уплотнение из мягкой резины, которое с помощью накидной гайки натягивается в осевом направлении и за счет этого может сплющиваться радиально внутрь, при этом оно непосредственно давит на оболочку кабеля и тем самым удерживает с уплотнением кабель. Однако для соединения трубопроводов такие вставные муфты с накидными гайками пригодны лишь условно.

С помощью данного изобретения должна быть создана, при исключении указанных недостатков уровня техники, универсально применяемая вставная муфта, которая отличается простой конструкцией и монтажом практически без приложения силы, и с помощью которой одновременно, наряду с надежным уплотнением, обеспечивается также экстремально высокая прочность вытягивания.

Решение этой положенной в основу изобретения задачи состоит во вставной муфте согласно признакам независимого пункта 1 формулы изобретения.

Другие целесообразные и особенно предпочтительные варианты выполнения вставной муфты, согласно изобретению, являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

В своем общем виде суть вставной муфты, согласно изобретению, состоит в следующем: вставная муфта для крепления, в частности, на штаногообразном, кабельном или трубчатом предмете содержит первый конец, который имеет отверстие для размещения первого участка предмета и зажимной элемент, который предназначен для наложения на наружную поверхность указанного участка, и имеющий по существу форму втулки, соединяемый с зажимным элементом с возможностью скольжения в продольном направлении вставной муфты натяжной элемент для нагружения зажимного элемента осевой силой, при этом зажимной элемент имеет такую форму и выполнен так, что он при указанном нагружении осевой силой сужается в радиальном направлении, и при этом натяжной элемент выполнен и расположен так, что наружная нагрузка с помощью рабочей текучей среды вызывает осевое удлинение натяжного элемента и за счет этого нагружение зажимного элемента осевой силой.

Согласно одному предпочтительному примеру выполнения, суть изобретения состоит в следующем: вставная муфта для крепления, в частности, на штангообразном, кабельном или трубчатом предмете содержит первый конец, который имеет отверстие для размещения первого участка предмета и окружную канавку с расположенным в ней кольцевым уплотнением, которое предназначено для наложения на наружную поверхность указанного участка, и имеющий по существу форму втулки, соединяемый с зажимным элементом с возможностью скольжения в продольном направлении вставной муфты натяжной элемент для осевого сжатия и вызываемого за счет этого радиального сужения кольцевого уплотнения, при этом натяжной элемент имеет такую форму и расположен так, что наружная нагрузка с помощью текучей рабочей среды вызывает осевое удлинение натяжного элемента.

В качестве альтернативного решения, зажимной элемент имеет по существу конический на своей наружной стороне кольцевой элемент, который взаимодействует с выполненной в первом конце, предпочтительно по существу зеркально симметричной конической противоположной поверхностью так, что обеспечивается возможность осевого сдвига и при этом радиального сужения кольцевого элемента с осевой силой относительно противоположной поверхности.

За счет специального выполнения натяжного элемента можно, с одной стороны, практически без силы вводить участок предмета во вставную муфту и, с другой стороны, достигается экстремально хорошее уплотнительное действие, а также экстремально высокая прочность вытягивания.

Согласно одному предпочтительному примеру выполнения изобретения, натяжной элемент выполнен с возможностью перевода из исходной формы через форму в мертвой точке в конечную форму, при этом длина натяжного элемента в исходной форме является наименьшей, в форме мертвой точки наибольшей и в конечной форме немного меньше, чем в форме в мертвой точке, но больше, чем в исходной форме.

Согласно другому предпочтительному аспекту изобретения, натяжной элемент имеет функцию защелкивания, при этом натяжной элемент из своей формы в мертвой точке скачкообразно переходит в свою конечную форму и остается в ней без воздействия внешней силы.

Согласно другому предпочтительному аспекту изобретения, натяжной элемент выполнен так, что он в своей исходной форме по существу бочкообразно выгнут наружу или имеет излом, в своей форме в мертвой точке по существу имеет вытянутую форму, и в своей конечной форме по существу вогнут внутрь в виде подушки или имеет излом.

Предпочтительно, в первом конце образована окружная камера, в камере в продольном направлении рядом с зажимным элементом расположен натяжной элемент, и натяжной элемент проходит в продольном направлении по существу от расположенной на торцевой стороне ограничительной поверхности камеры до зажимного элемента, при этом натяжной элемент выполнен по меньшей мере в среднем участке с возможностью деформации радиально внутрь, при этом радиальная деформация внутрь натяжного элемента вызывает удлинение в продольном направлении, и при этом за счет удлинения натяжного элемента нагружается осевой силой зажимной элемент.

Целесообразно, вставная муфта имеет входящее в окружную камеру (то есть оканчивающееся в ней) подключение для текучей рабочей среды.

Целесообразно, соединительный вывод снабжен снимаемой или разламываемой пломбой.

Согласно другому предпочтительному аспекту изобретения, натяжной элемент имеет первое опорное кольцо и на расстоянии от него второе опорное кольцо и между обоими опорными кольцами несколько пар пластинчатых звеньев, при этом пластины каждой пары расположены в продольном направлении рядом друг с другом и шарнирно соединены друг с другом с возможностью поворота, и при этом соответствующее звено каждой пары шарнирно соединено с возможностью опрокидывания с первым опорным кольцом и другое звено пары - со вторым опорным кольцом, и при этом оба звена одной пары расположены наклонно относительно друг друга.

Предпочтительно, при этом звенья и опорные кольца окружены эластичным уплотнительным шлангом.

Согласно одному предпочтительному примеру выполнения, зажимной элемент имеет кольцевое уплотнение, которое опирается на окружную поверхность канавки, с одной стороны, и на полку канавки, с другой стороны, и в первом конце образована примыкающая к канавке окружная камера, при этом натяжной элемент расположен в камере в продольном направлении рядом с кольцевым уплотнением и проходит в продольном направлении по существу от расположенной на торцевой стороне ограничительной поверхности камеры до кольцевого уплотнения, и при этом натяжной элемент по меньшей мере на среднем участке выполнен с возможностью деформации радиально внутрь, при этом радиальная деформация внутрь натяжного элемента вызывает удлинение натяжного элемента в продольном направлении, и при этом за счет удлинения натяжного элемента сжимается кольцевое уплотнение в осевом направлении.

Предпочтительно, вставная муфта содержит для улучшения стабильности вводимую в трубчатый предмет опорную втулку.

Предпочтительно, вставная муфта снабжена индикатором, который показывает, находится ли натяжной элемент в своей исходной форме или в своей конечной форме.

Согласно другому предпочтительному аспекту изобретения, вставная муфта имеет выполненный в виде единого целого и по существу выполненный как первый конец второй конец. За счет этого можно использовать вставную муфту для соединения двух предметов, в частности трубопроводов.

Предпочтительно, при этом зажимные элементы, соответственно, конкретно кольцевые уплотнения расположены на обоих концах на обращенных друг к другу сторонах обоих концов.

Целесообразно, при этом на первом конце и на втором конце предусмотрено соответствующее собственное подключение для текучей рабочей среды. В качестве альтернативного решения, вставная муфта может иметь общее для обоих концов подключение для текучей рабочей среды.

Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основе примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - продольный разрез первого примера выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в не затянутом состоянии;

фиг.2 - продольный разрез, аналогичный фиг.1, однако в затянутом состоянии;

фиг.3 - часть натяжного элемента вставной муфты, согласно фиг.1, в изометрической проекции;

фиг.4 - часть натяжного элемента вставной муфты, согласно фиг.2, в изометрической проекции;

фиг.5 – фрагмент натяжного элемента, в увеличенном масштабе;

фиг.6 - продольный разрез второго примера выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в затянутом состоянии;

фиг.7 - продольный разрез третьего примера выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в затянутом состоянии;

фиг.8 – фрагмент вставной муфты, в увеличенном масштабе;

фиг.9 - продольный разрез четвертого примера выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в затянутом состоянии;

фиг.10 - продольный разрез пятого примера выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в не затянутом состоянии;

фиг.11 - продольный разрез пятого примера выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в затянутом состоянии;

фиг.12 – фрагмент вставной муфты, согласно фиг.11, в увеличенном масштабе;

фиг.13 - зажимная стопорная шайба;

фиг.14 - продольный разрез шестого примера выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в не затянутом состоянии;

фиг.15 - продольный разрез шестого примера выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в затянутом состоянии;

фиг.16 – фрагмент вставной муфты, согласно фиг.14, в увеличенном масштабе;

фиг.17 – фрагмент вставной муфты, согласно фиг.15, в увеличенном масштабе;

фиг.18 - продольный разрез седьмого примера выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в не затянутом состоянии;

фиг.19 - продольный разрез седьмого примера выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в затянутом состоянии;

фиг.20 – фрагмент вставной муфты, согласно фиг.18, в увеличенном масштабе; и

фиг.21 – фрагмент вставной муфты, согласно фиг.19, в увеличенном масштабе.

Для последующего описания справедливо следующее: если на фигуре не все части обозначены позициями, то делается ссылка на соответствующие другие фигуры в соединении с соответствующими частями описания. Под осевым, соответственно, продольным направлением понимается направление, в котором при практическом использовании подлежащий соединению с вставной муфтой предмет вдвигается во вставную муфту, соответственно, в котором вставная муфта надвигается на предмет. В соответствии с этим, радиальным направлением является направление, проходящее перпендикулярно продольному направлению.

Показанная на фиг. 1 и 2, обозначенная в целом позицией М вставная муфта образована здесь на концевом участке 1а трубопровода 1. Она содержит первый конец 100 с отверстием 110, через которое введен концевой участок 2а подлежащего соединению с вставной муфтой М трубопровода 2 во вставную муфту до образованной в ней стопорной полки 111. На конце 110 образованы окружная канавка 120 с кольцеобразной полкой 121 и окружной поверхностью 122, а также окружная камера 130 с кольцеобразной боковой ограничительной поверхностью 131 и окружной поверхностью 132. В канавку 120 вложен зажимной элемент в виде кольцевого уплотнения 140 из эластомерного (или другого) материала, которое опирается на полку 121 и окружную поверхность 122 канавки 120. В камере 130 расположен по существу имеющий форму втулки, обозначенный в целом позицией 150 натяжной элемент, который проходит в продольном направлении от боковой ограничительной поверхности 131 камеры 130 до кольцевого уплотнения 140. Кольцевое уплотнение 140 и имеющий вид втулки натяжной элемент 150 окружают находящийся во вставной муфте концевой участок 2а трубопровода 2. Снаружи на конце 100 вставной муфты расположено подключение 160 для текучей рабочей среды, которое входит через отверстие 161 в камеру 130. Через подключение 160 можно, например, через трубопровод 171 подавать текучую рабочую среду из резервуара 170 для рабочей среды в камеру 130 вставной муфты. Вместо резервуара для рабочей среды может быть также предусмотрен подходящий насос, соответственно, компрессор рабочей среды.

Более детальное выполнение втулкообразного натяжного элемента 150 показано в изометрической проекции на фиг.3 и 4. Он содержит первое опорное кольцо 151 и расположенное на расстоянии от него в осевом направлении второе опорное кольцо 152. Между обоими опорными кольцами 151 и 152 подвешено несколько, например, десять пар пластинчатых звеньев 153 и 154, которые образуют совместно кожух натяжного элемента 150. Оба опорных кольца 151 и 152 и пластинчатые звенья 153 и 154 окружены эластичным уплотнительным шлангом 155, который имеет на одной стороне выступающий радиально наружу крепежный фланец 155с. На внутренней стороне уплотнительный шланг 155 снабжен карманами 155а и 155b, которые окружают звенья 153 и 154. Последнее особенно четко показано в разрезе на фиг.5.

Пластинчатые звенья 153 и 154 каждой пары расположены в продольном направлении рядом друг с другом и шарнирно соединены друг с другом с возможностью (ограниченного) поворота. В каждой паре одно звено 153 шарнирно соединено с возможностью (ограниченного) поворота, соответственно, опрокидывания с первым опорным кольцом 151, а другое звено 154 - с другим опорным кольцом 152. Оба звена 153 и 154 каждой пары наклонены относительно друг друга, так что образованный этими звеньями 153 и 154 кожух натяжного элемента 150 имеет в середине между обоими опорными кольцами 151 и 152 больший диаметр, чем вблизи опорных колец. Таким образом, натяжной элемент 150 имеет в зоне своего кожуха, соответственно звеньев 153 и 154, по существу бочкообразную выпуклую, соответственно, изломанную форму, которая называется в последующем исходной формой.

Ниже приводится пояснение принципа действия вставной муфты М.

Для крепления вставной муфты М на концевом участке 2а трубопровода 2, соответственно, наоборот, концевого участка 2а во вставной муфте М, концевой участок 2а трубопровода 2 вводится, как показано на фиг.1, через отверстие 110 в конец 100 вставной муфты М. Поскольку кольцевое уплотнение 140 в этот момент времени еще не затянуто, соответственно, не сжато, то введение концевого участка 2а можно выполнять практически без приложения силы.

Затем происходит фиксация концевого участка 2а во вставной муфте М с помощью натяжного элемента 150. Для этого наружная поверхность образованного звеньями 153 и 154 кожуха натяжного элемента 150 нагружается текучей рабочей средой. Для этого рабочая среда, которая обычно может быть сжатым воздухом, вводится через соединительный вывод 160 в камеру 130. За счет нагрузки давлением натяжного элемента 150 он деформируется радиально внутрь, при этом угол между звеньями 153 и 154 становится более плоским, пока звенья 153 и 154 пар не будут лежать в одной плоскости. За счет деформации внутрь кожуха, оба опорных кольца 151 и 152 отжимаются друг от друга, так что натяжной элемент 150 удлиняется в продольном направлении. За счет этого опорное кольцо 151 натяжного элемента 150 прижимается в осевом направлении к кольцевому уплотнению 140 и сплющивает его в осевом направлении. Поскольку эластомерный материал кольцевого уплотнения является почти не сжимаемым, то кольцевое уплотнение 140 сужается радиально внутрь и при этом с большой силой давит на наружную поверхность концевого участка 2а трубопровода 2, за счет чего затем концевой участок неподвижно удерживается с фрикционным замыканием.

Когда образованный с помощью звеньев 153 и 154 кожух деформируется внутрь настолько, что звенья 153 и 154 каждой пары лежат в одной плоскости, то натяжной элемент 150 достигает своего наибольшего удлинения в продольном направлении. Вытянутая так форма натяжного элемента 150 называется в последующем формой в мертвой точке.

Как показано на фиг.1 и 2, звенья 153 и 154 находятся в своих шарнирно соединенных с опорными кольцами зонах на меньшем радиальном расстоянии над концевым участком 2а трубопровода 2. Это обеспечивает возможность лишь еще небольшой дальнейшей деформации радиально внутрь образованного звеньями 153 и 154 кожуха натяжного элемента 150 за форму в мертвой точке, пока звенья 153 и 154 не будут прилегать к наружной поверхности концевого участка 2а трубопровода 2. При этом звенья 153 и 154 находятся под малым углом друг к другу. В этом положении звеньев 153 и 154, форма натяжного элемента по существу слегка изогнута в виде подушки, соответственно, имеет излом. Эта форма натяжного элемента называется в последующем конечной формой. Поскольку конечная форма натяжного элемента 150 лишь немного отклоняется от формы в мертвой точке, то также общая длина натяжного элемента в этой конечной форме лишь не значительно меньше, чем в его форме в мертвой точке. Это, в свою очередь, приводит к тому, что прикладываемая натяжным элементом 150 к кольцевому уплотнению 140 осевая сила прижимания лишь не значительно меньше, и оказываемая кольцевым уплотнением на концевой участок 2а трубопровода 2 сила удерживания практически не уменьшается. На фиг. 2 показана вставная муфта в активированном, соответственно, затянутом состоянии, при котором натяжной элемент 150 принимает свою конечную форму. На фиг. 4 показан натяжной элемент 150 в этой конечной форме.

За счет специального выполнения и расположения звеньев 153 и 154 образуется своего рода система коленчатых рычагов, которая придает натяжному элементу 150 функцию защелкивания. Под этим понимается, что натяжной элемент 150 скачкообразно деформируется в свою конечную форму, как только вызванная рабочей средой деформация внутрь переходит слегка за форму в мертвой точке. Конечная форму является стабильной, и натяжной элемент остается в этой конечной форме без воздействия внешней силы, так что для сохранения соединения не требуется дальнейшей нагрузки рабочей средой.

Как показано, в частности, на фиг. 2, вставная муфта М снабжена индикатором, который показывает, в каком состоянии находится натяжной элемент. Индикатор выполнен здесь в виде штифта 180, который стоит на образованном звеньями 153 и 154 кожухе натяжного элемента 150 и проходит радиально наружу в отверстие 161. В не активированном состоянии натяжного элемента 150 (см. фиг. 1), штифт 180 выступает через отверстие 161 настолько, что он виден снаружи. В активированном состоянии натяжного элемента 150 (см. фиг. 2) он находится дальше внутрь и не виден. Вместо индикатора 160, например, соединительный вывод 160 может быть снабжен, как показано на фиг. 8, пломбой 162, которая для подачи рабочей среды 160 удаляется или разламывается.

Кроме того, вставная муфта может быть снабжена предохранительными средствами, которые предотвращают деформацию внутрь натяжного элемента за конечную форму без введенного во вставную муфту трубопровода. Это может достигаться, например, за счет ограничивающего поворот, соответственно, опрокидывание относительно друг друга выполнения звеньев 153 и 154.

Вставная муфта, согласно изобретению, может быть совсем легко снова разъединена посредством приложения разницы давления через соединительный вывод 160. При этом интегрированные в уплотнительный шланг 155 карманы 155а и 155b увлекают звенья 153 и 154 радиально наружу, пока натяжной элемент 150 не достигнет снова своей показанной на фиг.1 исходной формы. За счет вызываемого при этом осевого укорачивания натяжного элемента разгружается снова кольцевое уплотнение 140, так что трубчатый участок 2а можно практически без приложения силы вытягивать из вставной муфты М.

На фиг.6 показан пример выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в котором вставная муфта М выполнена в виде самостоятельной части и соединяет два трубопровода 3 и 4.

Вставная муфта М, согласно этому примеру выполнения, содержит два конца 100 и 200, которые выполнены одинаковыми и оборудованы, как конец 100 вставной муфты, согласно фиг.1 и 2. Оба конца 100 и 200 расположены зеркально симметрично и выполнены в виде единого целого. В качестве альтернативного решения, оба конца могут быть выполнены в виде отдельных частей и соединены друг с другом подходящим образом. Оба конца 100 и 200 имеют общее сквозное отверстие 110, в которое с противоположных сторон введен соответствующий концевой участок 3а и 4а подлежащих соединению трубопроводов 3, соответственно, 4. Поскольку концы 100 и 200 вставной муфты выполнены и оборудованы идентично показанному на фиг.1 и 2 концу 100, то имеющие одинаковую функцию части обозначены теми же позициями, что и на фиг.1 и 2.

Подача рабочей среды происходит в этом примере выполнения через два отдельных, расположенных на каждом из концов 100 и 200 подключения 160. Однако камеры 130 обоих концов могут быть также соединены друг с другом с возможностью прохождения рабочей среды, при этом в этом случае подача рабочей среды осуществляется чрез единственное общее подключение.

В показанном на фиг.7 примере выполнения вставная муфта также выполнена в виде единой части, которая образует здесь кабельную муфту. Конец 100 вставной муфты имеет сквозное отверстие 110, через которое проходит кабель 5. В остальном вставная муфта выполнена и оборудованы как в примере выполнения на фиг.1 и 2, и поэтому функционально одинаковые части обозначены теми же позициями, что и на фиг.1 и 2.

Для увеличения уплотнительного действия и затяжной силы (прочности на вытягивание) в каждом конце вставной муфты могут быть предусмотрены квази в последовательном расположении также два или больше кольцевых уплотнений с соответствующими натяжными элементами. За счет соответствующей формы поверхности трубы соединение можно выполнять также с геометрическим замыканием. За счет ввода средств для повышения трения (например, песка) в контактную зону кольцевого уплотнения можно дополнительно увеличивать удерживающую силу. Кольцевое уплотнение 140 состоит обычно из эластомерного материала, однако для особых случаев применения также из эбонита, металла или другой, отличной от эластомерной пластмассы. Кольцевое уплотнение может быть также выполнено полым. Уплотнительное кольцо может быть также выполнено из материала с особенно большим коэффициентом трения (относительно подлежащего удерживанию предмета или трубы), при этом это свойство достигается, например, за счет добавки специальных веществ (например, песка) в исходный материал при изготовления уплотнительного кольца.

Улучшение уплотнительного действия, соответственно, увеличение силы вытягивания может достигаться также за счет повышающей трение структуры поверхности подлежащих зажиманию предметов, соответственно труб, в зоне места зажимания, например, за счет выполнения желобков или нанесения песка или т.п.

В указанных выше примерах выполнения натяжной элемент 150 снабжен пластинчатыми звеньями 153 и 154. Естественно, возможны также другие варианты выполнения натяжного элемента, пока обеспечивается, что за счет деформации внутрь натяжного элемента на основании внешней нагрузки рабочей средой достигается осевое удлинение натяжного элемента, и натяжной элемент выполнен достаточно жестким, с целью передачи требуемой натяжной силы на кольцевое уплотнение. В частности, натяжной элемент может быть выполнен в виде единого целого, например, из подходящей пластмассы или из металла.

Как следует из приведенных выше пояснений, фиксация и уплотнение трубы происходит за счет сжимаемого в осевом направлении имеющего эластичность резины элемента (кольцевого уплотнения). За счет силового воздействия находящейся под давлением жидкой или газообразной среды на поверхность (кожух) натяжного элемента создается радиально действующая внутрь к оси трубы первичная сила. Механический передаточный элемент (образованный с помощью звеньев натяжного элемента) преобразует и дополнительно увеличивает эту силу и направляет ее в параллельном оси трубы направлении на зажимной и уплотнительный элемент (кольцевое уплотнение). Функция удерживания и уплотнения выполняются с помощью одного и того же имеющего эластичность резины элемента.

Трубчатый натяжной элемент (круглый или многоугольный) состоит из нескольких ориентированных параллельно оси трубы отдельных звеньев, которые выполнены так, что они при воздействии действующей радиально снаружи силы выполняют удлинение в направлении оси и при этом могут оказывать силовое воздействие. Эти звенья выполнены так, что при преобразовании действующей радиально снаружи силы происходит сильное преобразование в направленную по оси силу.

Эти звенья выполнены так, что при превышении определенного линейного расширения эти элементы (почти полностью) сохраняют свою длину (функцию защелкивания) и также после снятия действующей снаружи силы, вызываемой рабочей средой, не возвращаются обратно.

Трубы можно стыковать вместе без приложения силы. Механический процесс соединения не создает внешних сил или моментов реакции. Соединение требует лишь минимальной подготовки (нарезания на заданную длину и, возможно, очистки кромки разрезания). После выполненного соединения не требуется время охлаждения или затвердевания. Соединение можно тотчас нагружать, и тем самым можно непосредственно продолжать работу.

Большое удельное давление на зажатую пластмассовую трубу приводит к частичному сужению в трубе, которое приводит к квази соединению с геометрическим замыканием. Если это сужение не желательно или слишком большое, то внутренняя стенка трубы может быть усилена с помощью опорной втулки 175, как показано в примере выполнения на фиг. 9. При этом опорная втулка 175 может быть выполнена структурированной на своей наружной поверхности, например, с помощью желобков, также для увеличения трения. Под воздействием зажимной силы тонкостенные трубы будут согласовываться со структурой поверхности опорной втулки и тем самым создавать повышающее силу вытягивания силу. В остальном вставная муфта на фиг.9 выполнена и оборудована идентично примеру выполнения на фиг.1 и 2, и поэтому функционально одинаковые части обозначены теми же позициями, как на фиг.1 и 2.

На фиг.10-13 показан вариант выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в котором для дальнейшего увеличения силы вытягивания, между зажимным элементом 150 и кольцевым уплотнением 140 расположена зажимная стопорная шайба 185. Зажимная стопорная шайба 185 показана (уменьшенно) на фиг.13 на виде сверху. В остальном вставная муфта на фиг.10-12 выполнена и оборудована идентично показанному на фиг.1 и 2 примеру выполнения, и поэтому функционально одинаковые части обозначены теми же позициями, что и на фиг.1 и 2.

Зажимная стопорная шайба 185 снабжена само по себе известным образом направленными внутрь и отогнутыми из плоскости шайбы зубцами, соответственно, зацепами 185а, которые в не активированном состоянии натяжного элемента 150 не соприкасаются или соприкасаются лишь слегка с поверхностью участка 2а трубы (см. фиг.10). Когда натяжной элемент 150 затягивается (см. фиг.11), то зажимная стопорная шайба 185 деформируется, при этом зубцы, соответственно, зацепы 185а врезаются в поверхность трубного участка 2а, как это показано в увеличенном масштабе на фиг.12. За счет этого повышается прочность на вытягивание. Может быть также предусмотрено несколько отдельных, разделенных распорными кольцами зажимных стопорных шайб.

На фиг.14-17 показан пример выполнения вставной муфты, согласно изобретению, в котором вместо кольцевого уплотнения в качестве зажимного элемента предусмотрен кольцевой элемент 190. В остальном вставная муфта на фиг.14-17 выполнена и оборудована идентично примеру выполнения на фиг. 1 и 2, и поэтому функционально одинаковые части обозначены теми же позициями, как на фиг.1 и 2.

Кольцевой элемент 190 имеет коническую наружную поверхность 191, которая сужается в направлении натяжного элемента 150. В конце 100 вставной муфты предусмотрена противоположно одинаковая противоположная поверхность 192, которая взаимодействует с конической поверхностью 191 кольцевого элемента 190. Кольцевой элемент 190 (по существу не сжимаемый в осевом направлении) находится в соприкосновении с первым опорным кольцом 151 натяжного элемента 150. В не активированном состоянии натяжного элемента 150 внутренний диаметр кольцевого элемента 190 немного больше наружного диаметра концевого участка 2а подлежащей удерживанию трубы 2 (см. фиг. 14 и детальное изображение на фиг. 16). При активировании натяжного элемента 150, кольцевой элемент 190 на основании изменения длины натяжного элемента 150 сдвигается в осевом направлении, при этом кольцевой элемент 190 своей конической наружной поверхностью 191 скользит вдоль противоположной поверхности 192 и при этом радиально сплющивается, так что он прижимается к наружной поверхности концевого участка 2а трубы 2 и тем самым неподвижно зажимает его (см. фиг.15 и детальное изображение на фиг.17). Кольцевой элемент может быть также выполнен сегментированно (например, по типу сверлильного патрона).

Наконец, на фиг.18-21 показан другой пример выполнения вставной муфты, согласно изобретению, который представляет комбинацию примеров выполнения, согласно фиг.1 и 2, соответственно, фиг.14-17. В этом примере выполнения в качестве зажимного элемента имеется как кольцевое уплотнение 140, так и кольцевой элемент 190. В остальном вставная муфта на фиг.18-21 выполнена и оборудована идентично примеру выполнения на фиг.1 и 2, и поэтому функционально одинаковые части обозначены также теми же позициями, как на фиг.1 и 2. В этом варианте выполнения натяжной элемент 150 сдвигает кольцевой элемент 190, и тот за счет этого сжимает кольцевое уплотнение 140, как показано в увеличенном масштабе на фиг.20 и 21.

Естественно, что также показанные на фиг.6 и 7 варианты выполнения могут быть выполнены как показанные на фиг.9-21 варианты выполнения.

Вставная муфта, согласно изобретению, особенно пригодна для изготовления трубных соединений. Однако она может также использоваться, например, в виде кабельного соединения или т.п. Кроме того, вставная муфта может использоваться также в качестве крышки или закрывающего колпачка.

Изобретение относится к вставной муфте для крепления, в частности, на штаногообразном, кабельном или трубчатом предмете. Устройство содержит первый конец (100), который имеет отверстие (110) для размещения участка (2а) предмета и окружную канавку (120) с расположенным в ней кольцевым уплотнением (140) из эластомерного материала, который предназначен для наложения на наружную поверхность указанного участка (2а). Кроме того, вставная муфта содержит имеющий по существу форму втулки, соединяемый с зажимным элементом (140) с возможностью скольжения в продольном направлении вставной муфты натяжной элемент (150) для осевого сжатия и вызванного этим сужения кольцевого уплотнения (140), при этом натяжной элемент (150) имеет такую форму и выполнен так, что наружная нагрузка с помощью рабочей текучей среды вызывает осевое удлинение натяжного элемента. Изобретение упрощает процесс монтажа соединения. 14 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Вставная муфта для крепления, в частности, на штаногообразном, кабельном или трубчатом предмете, содержащая первый конец (100), который имеет отверстие (110) для размещения участка (2а) предмета и зажимной элемент (140; 190), который предназначен для наложения на наружную поверхность указанного участка (2а), отличающаяся тем, что содержит имеющий по существу форму втулки, соединяемый с зажимным элементом (140; 190) с возможностью скольжения в продольном направлении вставной муфты натяжной элемент (150) для нагружения зажимного элемента (140; 190) осевой силой, при этом зажимной элемент (140; 190) имеет такую форму и выполнен так, что он при нагружении осевой силой сужается в радиальном направлении, и при этом натяжной элемент (150) выполнен и расположен так, что наружная нагрузка с помощью рабочей текучей среды вызывает осевое удлинение натяжного элемента (150) и за счет этого нагружение зажимного элемента (140; 190) осевой силой.

2. Вставная муфта по п.1, отличающаяся тем, что натяжной элемент (150) выполнен с возможностью перевода из исходной формы через форму в мертвой точке в конечную форму, при этом длина натяжного элемента (150) в исходной форме является наименьшей, в форме мертвой точки наибольшей и в конечной форме немного меньше, чем в форме в мертвой точке, но значительно больше, чем в исходной форме.

3. Вставная муфта по п.2, отличающаяся тем, что натяжной элемент (150) имеет функцию защелкивания, при этом натяжной элемент из своей формы в мертвой точке скачкообразно переходит в свою конечную форму и остается в ней без воздействия внешней силы.

4. Вставная муфта по п.2 или 3, отличающаяся тем, что натяжной элемент (150) выполнен так, что он в своей исходной форме по существу бочкообразно выгнут наружу или имеет излом, в своей форме в мертвой точке по существу имеет вытянутую форму, и в своей конечной форме по существу вогнут внутрь в виде подушки или имеет излом.

5. Вставная муфта по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что в первом конце (100) образована окружная камера (130), что натяжной элемент (150) расположен в камере (130) в продольном направлении рядом с зажимным элементом (140; 190) и проходит в продольном направлении по существу от расположенной на торцевой стороне ограничительной поверхности (131) камеры (130) до зажимного элемента (140; 190), и что натяжной элемент (150) выполнен по меньшей мере в среднем участке с возможностью деформации радиально внутрь, при этом радиальная деформация внутрь натяжного элемента (150) вызывает удлинение в продольном направлении, и при этом за счет удлинения натяжного элемента (150) нагружается осевой силой зажимной элемент (140; 190).

6. Вставная муфта по п.5, отличающаяся тем, что она имеет входящее в окружную камеру (130) подключение (160) для текучей рабочей среды.

7. Вставная муфта по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что натяжной элемент (150) имеет первое опорное кольцо (151) и на расстоянии от него второе опорное кольцо (152) и между обоими опорными кольцами (151, 152) несколько пар пластинчатых звеньев (153, 154), при этом звенья (153, 154) каждой пары расположены в продольном направлении рядом друг с другом и шарнирно соединены друг с другом с возможностью поворота, и при этом соответствующее звено (153) каждой пары шарнирно соединено с возможностью опрокидывания с первым опорным кольцом (151) и другое звено (154) пары - со вторым опорным кольцом (152), и при этом оба звена (153, 154) одной пары расположены наклонно относительно друг друга.

8. Вставная муфта по п.7, отличающаяся тем, что звенья (153, 154) и опорные кольца (151, 152) окружены эластичным уплотнительным шлангом (155).

9. Вставная муфта по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что зажимной элемент имеет расположенное в окружной канавке (120) кольцевое уплотнение (140), что кольцевое уплотнение (140) опирается на окружную поверхность (122) канавки (120), с одной стороны, и на полку (121) канавки, с другой стороны, и что натяжной элемент (130) расположен в камере (130) в продольном направлении рядом с кольцевым уплотнением (140) и проходит в продольном направлении по существу от расположенной на торцевой стороне ограничительной поверхности (131) камеры (130) до кольцевого уплотнения (140), при этом за счет удлинения натяжного элемента (150) сжимается кольцевое уплотнение (140) в осевом направлении.

10. Вставная муфта по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что зажимной элемент имеет по существу конический на своей наружной поверхности кольцевой элемент (190), который взаимодействует с образованной в первом конце (100), предпочтительно по существу зеркально симметрично конической противоположной поверхности (192) так, что за счет нагрузки осевой силой обеспечивается возможность осевого сдвига и при этом радиального сужения кольцевого элемента (190) относительно противоположной поверхности (192).

11. Вставная муфта по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что она имеет между зажимным элементом (140; 190) и натяжным элементом (150) по меньшей мере одну зажимную стопорную шайбу (185).

12. Вставная муфта по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что она имеет вводимую в трубчатый предмет опорную втулку (175).

13. Вставная муфта по любому из пп.2-12, отличающаяся тем, что она имеет индикатор (180), который показывает, принимает ли зажимной элемент (150) свою исходную форму или свою конечную форму.

14. Вставная муфта по любому из пп.1-13, отличающаяся тем, что она имеет выполненный в виде единого целого с первым концом (100) или соединенный и по существу выполненный и оборудованный одинаково с первым концом (100) второй конец (200).

15. Вставная муфта по п.14, отличающаяся тем, что зажимные элементы (140; 190) расположены в обоих концах (100, 200) на обращенных друг к другу сторонах обоих концов (100, 200).